Что такое тест мощности динамика? (Профессиональное тестирование аудиооборудования объясняется) 

Когда вы покупаете новую акустическую систему, одна из первых характеристик, на которую вы обращаете внимание, — это номинальная мощность. Обычно она указывается в ваттах и показывает, какую мощность от усилителя может выдержать динамик.

Но как производители получают эти цифры? Как они узнают, что динамик может handle 250, 500 или 2000 ватт?

Ответ заключается в том, что они проводят тест мощности динамика.

В этой статье мы рассмотрим, что такое тест мощности динамика, зачем он проводится и как вы можете провести его самостоятельно.

Что такое тест мощности динамика?

Тест мощности динамика — это процесс, который involves подачу сигнала на динамик, чтобы увидеть, какую мощность он может выдержать до того, как выйдет из строя. Идея заключается в том, чтобы найти пределы производительности и долговечности динамика.

Динамик тестируется до точки разрушения, поэтому этот процесс часто называют деструктивным тестированием.

Производители динамиков проводят эти тесты своей продукции, чтобы предоставить точные данные о номинальной мощности. Это помогает потребителям и аудиопрофессионалам выбирать подходящие динамики для своих нужд и подбирать к ним усилитель соответствующей мощности.

Зачем проводить тест мощности динамика?

Есть несколько причин, по которым проводится тест мощности динамика:

Определение мощности (Power Handling Capacity): Это основная причина тестирования. Он показывает, сколько ватт динамик может handle от усилителя. Мощность обычно указывается двумя цифрами: RMS (Среднеквадратичное значение, непрерывная мощность) и Peak (Пиковая, максимальная мощность).

Тестирование компонентов динамика: Тест мощности подвергает динамик предельным нагрузкам, выявляя любые слабые места в его компонентах, таких как звуковая катушка, центрирующая шайба (spider), магнит или диффузор.

Обеспечение надежности и безопасности: Тестируя свои динамики, производители могут гарантировать, что их продукция надежна и безопасна для потребителей. Если динамик выходит из строя при значительно меньшей мощности, чем указано в характеристиках, это может представлять угрозу безопасности.

Контроль качества: Проведение тестов на случайных образцах из производственной партии помогает поддерживать высокий уровень качества и согласованности.

Как провести тест мощности динамика

Проведение теста мощности динамика требует правильного оборудования и методичного подхода. Обратите внимание: это деструктивный процесс, который permanently повредит или уничтожит ваш динамик. Не пытайтесь повторить это на динамике, который хотите сохранить.

Необходимое оборудование:

Усилитель мощности (Power Amplifier): Вам понадобится усилитель, который может выдавать больше мощности, чем ожидаемый максимальный рейтинг динамика.

Генератор аудиосигнала (Tone Generator): Он используется для создания чистого, стабильного тона синусоидальной волны для подачи на усилитель. Подойдет программное обеспечение, такое как Audacity, или аппаратный генератор сигналов.

Тестовый динамик (Test Speaker): Динамик, который вы собираетесь тестировать. Предполагается, что он будет уничтожен.

Осциллограф (Oscilloscope): Для мониторинга входного сигнала и обеспечения его чистоты и отсутствия клиппинга (ограничения).

Вольтметр переменного тока (Multimeter): Для измерения напряжения, подаваемого на динамик.

Эквивалент нагрузки (Dummy Load – Resistor): Высокомощный резистор, соответствующий импедансу динамика (например, 8 Ом), для калибровки тестовой установки.

Пошаговый процесс:

Шаг 1: Рассчитайте желаемый уровень мощности

Сначала нужно решить, на каком уровне мощности вы хотите протестировать динамик. Для этого примера предположим, что у нас есть динамик на 8 Ом, и мы хотим протестировать его на 100 ватт RMS.

Используйте формулу: Напряжение (Voltage) = √(Мощность × Импеданс)

Итак, для 100 ватт при 8 Ом: Напряжение = √(100 × 8) = √800 ≈ 28.28 Вольт RMS

Шаг 2: Откалибруйте усилитель с помощью эквивалента нагрузки

НИКОГДА не калибруйте усилитель с подключенным динамиком.

Отсоедините динамик и подключите резистор (эквивалент нагрузки) к выходу усилителя.

Подключите осциллограф и вольтметр переменного тока к выходам усилителя (параллельно эквиваленту нагрузки).

Подайте тон синусоидальной волны (обычно 100 Гц или 1 кГц для низкочастотных динамиков) через усилитель.

Медленно увеличивайте усиление (gain) на усилителе до тех пор, пока вольтметр не покажет рассчитанное напряжение (28.28 В). Проверьте на осциллографе, чтобы синусоида была чистой и без клиппинга (сплющивания верхушек и низов).

После калибровки выключите усилитель и отключите эквивалент нагрузки.

Шаг 3: Подключите динамик и запустите тест

Подключите тестовый динамик к выходам усилителя.

Включите усилитель. Теперь динамик получает 100-ваттный сигнал.

Дайте тесту поработать в течение заранее определенного времени (например, в соответствии со стандартом тестирования или до отказа). Внимательно следите за динамиком на предмет любых признаков неисправности, таких как странные шумы, дым или запах гари.

Шаг 4: Оцените результаты

Если динамик выжил: Вы можете отключить питание и позже протестировать его на более высоком уровне мощности, чтобы найти его окончательную точку отказа.

Если динамик вышел из строя: Тест завершен. Вы нашли один из его пределов по мощности.

Шаг 5: Повторите для разных частот (при необходимости)

Полный протокол тестирования предполагает тестирование на различных частотах в рабочем диапазоне динамика, так как мощность, которую он может выдержать, может варьироваться в зависимости от частоты.

Тесты мощности динамиков в реальном мире

В профессиональной лаборатории процесс гораздо более контролируемый и сложный. Они используют:

Крепежные приспособления (Clipsal Fixtures): Для надежного закрепления динамика.

Климатические камеры (Environmental Chambers): Для тестирования динамиков при разных температурах и уровнях влажности.

Стандартизированные тестовые сигналы (Standardized Test Signals): Например, розовый шум с определенным пик-фактором, а не просто одну синусоидальную волну, чтобы лучше имитировать реальные аудиоматериалы.

Длительные тесты (Long-duration Tests): Динамик могут тестировать в течение сотен часов, чтобы смоделировать годы использования.

Заключение

Тест мощности динамика — это фундаментальный процесс в аудиоинженерии, который определяет пределы производительности динамика. Хотя производители проводят эти тесты для оценки своей продукции и обеспечения качества, можно выполнить его базовую версию самостоятельно при наличии правильного оборудования и осторожности.

Просто помните: цель настоящего теста мощности — найти точку отказа, поэтому никогда не тестируйте динамик, который вы не готовы потерять.